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印刷电子产品因其小巧、灵活、薄、便携等独特的特点而成为研究的焦点。它在日常使用中显示出了巨大的潜力，如RFID标签，传感器和太阳能电池。导电油墨可广泛应用于印刷电子领域，它具有特殊而独特的应用，属于未来技术的下一个层次。石墨烯油墨由于其固有的高导电性、灵活性、机械稳健性和化学稳定性，成为导电油墨的优先选择。液相剥离为石墨烯导电油墨的生产提供了廉价的原材料、规模化潜力、低热预算等显著的优势，非常适合生产可打印油墨。然而，喷墨打印液相外褶皱合成石墨烯的尺寸需要限制在该小喷嘴的直径1/20的安全范围内，故其电学性能并不令人满意，所以研究人员将石墨烯与金属材料结合起来，如纳米银或铜，但是石墨烯和金属通常采用简单的混合方法处理，并不均匀。

长沙新材料产业研究院邓吨英团队采用液相褶皱法制备了石墨烯，并在同一体系下将银盐还原为纳米银，解决了银装饰石墨烯的非均匀问题，提高了导电油墨的导电率。制备的银纳米颗粒装饰石墨烯导电油墨可以储存6个月以上而不沉降。制备工艺如图1所示，最后，获得了含有10.0mg/mL石墨烯和银纳米颗粒的高浓度石墨烯基导电油墨，油墨在25°C下具有30mN/m的表面张力和16-18mPa·s的高剪切速率（100-1000s⁻¹）粘度。

▲ 图1 纳米银装饰石墨烯导电油墨的制备工艺。

▲ 图2 聚酰亚胺上喷墨打印石墨烯的化学油墨特征。（a）石墨烯导电油墨和（b）纳米银装饰石墨烯导电油墨的喷墨打印墨迹。（c）石墨烯导电油墨和（d）纳米银装饰石墨烯油墨的光学图像。（e）喷墨印刷用的液滴形成。

通过使用Microfab Jetlab4打印系统在环境气氛中进行喷墨打印，实验使用直径为40µm的喷嘴。石墨烯基导电油墨在30V、36µs脉冲宽度和300Hz频率下打印，打印的石墨烯基导电油墨在凝固后需要一个烧结阶段，以形成一个连续的导电路径。烧结可以促进石墨烯和银纳米颗粒网络膜的交织结构，使电荷传输，提高了导电性和机械粘附着力。对于银纳米颗粒装饰的石墨烯导电油墨，EC残留物将石墨烯和银纳米颗粒封装，经过溶剂蒸发，需要热退火以获得高导电性特性。如图2所示，打印的图案，线宽为30µm，厚度为1.2µm。

▲ 图3 退火导电油墨的形态和微观结构的扫描电镜图像。（a）石墨烯，（b）10%纳米银修饰石墨烯，（c）20%纳米银修饰石墨烯，（d，e）30%纳米银修饰石墨烯导电油墨，不同放大时间。

如图3对比可知，加入纳米银修饰后的石墨烯导电油墨在退火后，均匀性远超不修饰的石墨烯。随着银纳米颗粒含量的增加，可以通过颗粒间颈缩的形成来建立纳米颗粒之间的导电路径，有高质量分数银纳米颗粒的石墨烯基导电油墨具有更高的导电性，除了石墨烯与Ag的d轨道之间的片状接触与石墨烯的π轨道相互作用可以提高导电性之外，纳米颗粒之间的导电路径可以通过颗粒间颈缩的形成来建立，这可以进一步提高导电性。

研究成功制备了以银纳米颗粒装饰的石墨烯导电油墨，通过将液相剥离法用于生产石墨烯导电油墨，银纳米颗粒修饰的石墨烯导电油墨可以通过喷墨打印在各种具有优异形态的基材上打印以实现稳定的特征，石墨烯和银的d轨道之间的片状接触与石墨烯的π轨道相互作用可以提高导电性之外，纳米颗粒之间的导电路径可以通过颗粒间颈缩的形成来建立，这可以更显著地提高导电性。银纳米颗粒修饰的石墨烯导电油墨有望在印刷、柔性和可折叠电子领域得到广泛应用。